高鐵監(jiān)測上光纖傳感技術(shù)和光纖光柵傳感技術(shù)的應用

近年來大量科研人員一直致力于高可靠性的監(jiān)測技術(shù)研發(fā)，逐步取代傳統(tǒng)監(jiān)測手段，如近年來興起而被工程界認可的分布式光纖傳感技術(shù)和光纖光柵傳感技術(shù)。

近年來，隨著我國基礎(chǔ)設施建設基石的發(fā)展，如高速鐵路、公路、橋梁、隧道、大壩、電力、通信、石油化工等基礎(chǔ)設施的快速建設，推動了我國經(jīng)濟的高速發(fā)展。而談到基礎(chǔ)設施的發(fā)展，當然離不開工程安全監(jiān)測技術(shù)的更新迭代，傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)雖然價格低廉，但可靠性差、施工量大、維護性差、壽命短、環(huán)境適應能力差，無法為大型工程做到全壽命周期的保駕護航。

因此，近年來大量科研人員一直致力于高可靠性的監(jiān)測技術(shù)研發(fā)，逐步取代傳統(tǒng)監(jiān)測手段，如近年來興起而被工程界認可的分布式光纖傳感技術(shù)和光纖光柵傳感技術(shù)。

光纖光柵傳感技術(shù)的在高鐵監(jiān)測上的應用

其中，光纖光柵傳感技術(shù)，利用一根普通直徑1~3mm的光纜（或直徑0.2mm的裸光纖），就可實現(xiàn)幾十公里至上百公里范圍內(nèi)的溫度、濕度、微應變、拉壓力荷載、振動、風速、風向、風壓、雨量、位移、撓度、水壓、水位、油壓、土壓、流速、傾角、金屬銹蝕度、積灰覆冰荷載等物理量的實時在線監(jiān)測。

傳感器之間可以串聯(lián)，準分布測量，抗電磁干擾，傳感器全部為無源光器件，具備耐高低溫、耐腐蝕環(huán)境、耐水耐潮濕環(huán)境、免維護、壽命長、精度高、光纜價格低廉、施工費用低等諸多優(yōu)點，使其被大量應用于石油、電力、化工、鐵路、海洋、隧道、地下、礦山等惡劣復雜環(huán)境。

分布式光纖傳感系統(tǒng)在橋梁監(jiān)測上的應用

而分布式光纖傳感系統(tǒng)，甚至無需布設任何傳感器，同樣是利用一根普通直徑1~3mm的光纜（或直徑0.2mm的裸光纖），就可實現(xiàn)幾十公里至上百公里范圍內(nèi)的溫度、應變和振動的實時在線監(jiān)測。

分布式光纖傳感系統(tǒng)使用的便捷性高效性讓人乍舌，可稱之為工程監(jiān)測領(lǐng)域的技術(shù)革命，該技術(shù)尤其適用于隧道、地下管網(wǎng)、橋梁、電纜溝、大壩、邊坡、建筑、地鐵、國家電網(wǎng)等工程領(lǐng)域，安裝快速，施工期短，施工量小，可大幅度減少施工費用。

值得一提的是，上百公里監(jiān)測范圍內(nèi)全部為無源光纜作為傳感端，無需布設任何傳感器，可靠性高，耐高低溫耐電磁輻射、耐高壓、耐腐蝕環(huán)境，壽命長達數(shù)十年，后期維護簡便，甚至免維護。

和傳統(tǒng)電子監(jiān)測系統(tǒng)復雜的傳感器安裝布設、大量屏蔽電纜布線、復雜的系統(tǒng)集成、抗電磁性差、環(huán)境適應性差、維護費用高形成了鮮明的對比，高效、簡便、可靠性高、壽命長、環(huán)境適應性強，是分布式光纖傳感系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢，即便我國軍事上最先進的第四代隱身戰(zhàn)機殲20也使用了分布式光纖系統(tǒng)，可以看出分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)是工程監(jiān)測領(lǐng)域的又一次技術(shù)革命，其未來必會大量應用，必將取代傳統(tǒng)電子系統(tǒng)，更好的服務工程領(lǐng)域。

編輯：hfy